东芝联手空客研制“超导电机”
近日，东芝能源系统株式会社（简称东芝）所研发的一款轻量、小型且高功率的超导电机， 成功摘得“CEATEC AWARD 2022”整体方案类别大奖。该奖项由CEATEC AWARD 2022评审委员会严格评选，评选标准涵盖了学术、技术层面，同时考虑了市场接受度和未来潜力等多个维度。在CEATEC 2022博览会上，众多技术、产品及服务项目中脱颖而出的东芝超导电机，凭借其卓越的创新性和实用性，赢得了评审委员会的一致好评。

奖项背景
东芝超导电机获得“CEATEC AWARD 2022”大奖，因其卓越创新性和实用性赢得好评。

技术实力
东芝凭借其深厚的超导技术与高速旋转设备制造技艺， 成功研制出轻便、紧凑且功率强大的超导电机原型。

市场潜力
在追求碳中和社会的大背景下，东芝的这款高功率、高速运转的超导电机，正是这一转型的关键推动力。此外，它还适用于船舶、卡车等大型移动工具，以及量子计算机的发电和冷却系统。通过电机对化石燃料驱动发动机的替代，东芝为各类大型移动工具的 零排放目标贡献了自己的力量。

超导电机的技术特点：

轻便紧凑
东芝最新研制的超导电机原型，以其 轻便的重量与紧凑的体积脱颖而出。这款电机不仅拥有 高达2MW的最大功率，更在尺寸和重量上实现了传统电机的1/0突破。

功率强大
电机达到2MW的最大功率，尺寸和重量突破传统限制。

这是中国国内第一支以“技术投资+场景赋能”为主题的零碳科技基金。据悉，该零碳基金将重点投资太阳能、风能、动力电池、储能、智能电网、氢能、碳交易及管理等零碳科技相关创新领域。

过去近20年间，IDG资本持续在新能源领域布局，并在多个细分赛道有系统化布局。当下，碳中和投资热潮席卷创投圈，碳中和推动的能源转型是一次大型的需求替代过程，进入2022年，VC/PE开始all in这一领域，拥抱人类自己的未来。

首期规模50亿，落地常州市

IDG资本成立今年第一个「零碳基金」

这是2022年第一个百亿零碳基金。

何谓零碳基金？事实上，零碳基金与与VC/PE圈频繁出现的“碳中和基金”有着本质区别。通常来讲，零碳（Net Zero）与碳中和（Carbon Neutra）概念被互相替换和交叉使用，二者最终目标都是全社会达到净零碳排放。

但差别在于，“碳中和“更多的是形容最终的碳排放（Carbon Emission）和排放抵消（Carbon Offsetting）后的结果；“零碳”则是更多的强调通过技术在二氧化碳产生的时候做到低排放、零排放。我们熟悉的零碳能源包括：太阳能、风能、氢能等等。

此外，英文中Net Zero尝尝涵盖所有温室气体达到排放中和的状态，而不只是二氧化碳，还包括水汽（H₂O）、氧化亚氮（N₂O）、氟利昂、甲烷（CH₄）等温室气体。

因此，IDG资本强调，“选用零碳科技基金的命名，更希望强调我们通过不断支持技术和规模制造创新，最终实现能源生产和使用的零碳化，不仅推动碳中和的进程，同时降低所有温室气体排放对环境的影响。”

据悉，该基金首期迅速得到了地方政府、财务投资人及战略投资人的支持。零碳基金将落地常州市，并得到了常州市、武进区两级引导基金的支持。常州拥有深厚的清洁能源产业基础，基金将与常州市进行深入协同，为被投企业提供地方政府支持的同时，共同推动常州的产业发展和零碳进程。

值得一提的是，这只基金不仅会为零碳科技领域的创新创业企业提供资本支持，同时还将开放中华煤气暨港华能源丰富的应用场景，加速被投企业的产品和技术在应用场景上的落地和实践。

此次零碳基金的战略投资方中华煤气成立于1862年，是中国香港第一家机构，也是香港最具规模的能源供应商之一。从1994年开始，中华煤气在内地的投资业务涵盖天然气上、中、下游项目、水务及环境项目、项目、延伸业务、新兴环保能源、电讯和设备工程等，在内地共计发展了451个项目。

不仅如此，中华煤气携手旗下的港华不仅在内地有304个城市管道燃气项目，服务超4000万家庭客户和40万工商业用户，还从5年前就正式启动综合智慧能源项目，目前已在全国21个省、自治区及直辖市布局118个智慧能源项目，其中33个零碳智慧园区项目，并将综合能源解决方案、去碳化和数字化作为未来三大业务方向。

IDG资本方珺表示：“我们深知，能源领域创新技术和产品的发展只有得到场景应用的不断反馈，才能更快完成技术的迭代和落地。IDG资本作为国内最早开始新能源投资的投资机构之一，将基于自身在清洁能源领域的丰富投资经验、投后上下游能源产业链，结合中华煤气丰富的能源应用场景，去支持和赋能那些拥有关键技术优势、规模制造优势的企业发展，共同推动碳中和的早日达成。”

中华煤气首席投资总裁龙表示：“围绕国家3060双碳战略，中华煤气秉承长期主义的投资策略，聚焦零碳科技大方向开展系列战略布局和投资，我们不仅通过投资项目不断完善业务生态圈和产业价值链，与其他投资机构的最大差异化在于能够为被投能源科技创新的企业提供丰富的应用落地场景。”

埋头布局近20年，

IDG资本的新能源投资布局

在新能源领域，IDG资本已经布局了近20年。

2004年，IDG资本的新能源相关投资部门就已成立，从早期的光伏到今天的新能源电动车，IDG资本成为了最早布局绿色领域投资的机构之一。

例如光伏领域。自2007年起，IDG资本便开始布局太阳能行业，投资了包含爱旭股份、钧石能源、高景太阳能和正泰安能等在内的多家行业领先公司。

其中，爱旭股份堪称IDG资本在碳中和领域的一个代表作。2016至2017年期间，IDG资本对爱旭股份累计投资近10亿元，支持其研发新一代的光伏PERC电池技术。在光伏行业尚未起飞的彼时，PERC电池的渗透率还只有10%，IDG资本的投资使得爱旭得以抓住电池片技术从传统BSF向PERC转型的契机，成为全球第二大独立电池片供应商。

同时IDG资本充分利用自身的地方资源优势，为爱旭持续对接到了义乌、天津、珠海等地方，促使其形成佛山+义乌+天津+珠海的多基地格局。

2019年9月份，国内光伏电池龙头企业爱旭股份借壳ST新梅登陆A股市场。尽管几次减持，IDG资本依然是仅次于创始人的第二大股东。

在氢能领域，IDG资本在去年投资了捷氢科技，还领投了上海氢晨新能源科技有限公司的A+轮，这是一家从上海交大实验室孵化出的创业公司。产学研结合一直为IDG资本所看重，他们也一直在寻找在学术领域里有很强积淀的带头人，进而完善自己的投资版图。

而在电池和电池材料赛道，IDG资本更是从2006年起就开始关注，并于2010年投资天奈科技，开始正式布局。他们认为，电池一方面可以承接光伏、风电等去碳化一次能源所产生的电力，另外则是相信未来很多的电器和电子工具将会可移动化，不同技术路线、不同规模大小的电池所被需要的领域远远超过新能源车的范畴。

顺着这样的思路，IDG资本在光伏、动力电池、电动车、氢能、储能、智能电网等细分领域都实现了超前布局，先后投资了天奈科技、爱旭太阳能、钧石能源、高景太阳能、正泰安能、九丰能源、、蜂巢能源、卫蓝新能源、小鹏汽车、、牛创新能源、小牛电动、重塑科技、氢晨新能源、捷氢科技、EnerVenue、奇点能源、海博思创、星星充电等一大批能源科技创新企业。其中仅在2021年完成的新能源投资，就有十余个。

不难发现一个规律：不管是十年前还是如今，他们对新能源领域的投资逻辑，始终依赖于对能源体系结构性变化的判断，再加上扎实的行业研究和理解，才能精准地在行业发展初期和酝酿阶段出手。

IDG资本曾说，“能源行业是相对封闭的，并且认知门槛高，只有把整个行业理解研究透，我们才会去投项目，而不是冒然出手。”

2022年，VC/PE们All in碳中和

碳中和正在持续席卷VC/PE圈。

在双碳的背后，电力、交通、工业、新材料、建筑、农业、负碳排放以及信息通信与数字化等领域，迎来了一波又一波投资热潮。进入2022年，这更是成为了VC/PE全力以赴的蓝海碳中和投资迫在眉睫。

报告显示，2021-2060年，我国绿色投资年均缺口约3.84万亿元，其中，2021-2030年平均缺口约2.7万亿元，2031-2060年平均缺口约4.1万亿元，碳达峰以后资金缺口呈现明显扩大趋势。

IDG资本这样解释道：“在过去十多年，如果你能够深刻理解中国一次能源结构中天然气占比严重偏低的结构性矛盾和解决方案，便不难预见 LNG 进口量的高增长确定性以及 LNG 接收站解决产业链痛点的稀缺性；如果你能够深刻理解太阳能行业的发展如何使得整个能源行业从资源驱动变为技术与制造驱动，自然会努力寻找有产能、资金、运营优势的规模制造企业，以及具有技术先进性和颠覆性的技术驱动企业。”

华东一位本土机构的创始人曾直言，“能源是比半导体更为重要的军备竞赛，因为半导体是决定我们过得好不好的问题，而能源则决定了我们能不能过得下去。”当“去碳化”已经成为当前清洁能源行业发展的确定性共识和核心推动力，能源供给侧的高比例可再生化、能源消费端的高比例电驱化，已经成为必然趋势。

放眼全球，已有不少国家都对碳中和投资做了积极探索，特别是在推动社会资本参与投资方面。其中，包括成立绿色投资机构、“财政资金+激励机制”等各种模式都在探索与实践当中。

自去年以来，不仅碳中和专项基金纷纷诞生VC/PE机构还纷纷成立专门的新能源投资团队，投身到这一场历史大潮中，而且越来越多VC/PE机构开始将ESG、碳管理列为投资决策的必选项，这是以往前所未有的景象。

IDG资本强调，“按照我们对这一次转型进程的理解，我们会匹配资本在不同时期支持需要突破的技术创新阶段的企业和产品制造阶段的企业，提高资本配置效率。2022年，我们会持续关注成熟且快速发展的太阳能、风能、动力电池、储能等行业，并支持需要技术快速突破的新型电池技术、氢能技术、智能技术等零碳技术。”

正如投资人们所言，对于碳中和，“再怎么重视都不为过。”

德国一年安装40万套阳台光伏（附Top 10 阳台光伏系统）http://h2city.cn/cms/a/2097.html

OpenAI和甲骨文推进5000亿美元星际之门项目，德州首个站点正式投运。
9月23日，OpenAI、甲骨文以及为该项目提供资金支持的软银宣布，将在美国德克萨斯州、新墨西哥州、俄亥俄州以及中西部一个未披露地点新增五个“星际之门”项目站点。
这5个新选址连同德克萨斯州阿比林旗舰站点以及与CoreWeave的合作项目，使星际之门项目有望在未来三年投资4000亿，最终达到7GW。
据报道，位于德克萨斯州阿比林的旗舰站点已经投入运营。该站点配备了甲骨文的云基础设施和英伟达的芯片机架，是OpenAI庞大算力版图中的第一块实体拼图。
OpenAI首席财务官Sarah Friar表示：德州阿比林园区最终有望扩展至超过1吉瓦的容量，足以为约75万个美国家庭供电。

英伟达与英特尔官宣：将共同开发AI基础设施和个人计算产品

2025年9月18日，英伟达和英特尔宣布达成合作，将共同开发多代定制化的数据中心和个人计算产品，以加速超大规模计算、企业级及消费级市场的各类应用与工作负载的处理。
在数据中心领域，英特尔将为英伟达定制x86 CPU，由英伟达将其集成至人工智能基础设施平台并投放市场；在个人计算领域，英特尔将生产并向市场供应集成英伟达RTX GPU芯片的x86系统级芯片（SOC）。英伟达将以每股23.28美元的价格向英特尔普通股投资50亿美元，此项投资需符合惯例成交条件，包括获得必要的监管批准。此次合作将NVIDIA的AI和加速计算堆栈与英特尔的CPU和庞大的x86生态系统紧密结合，实现了两大先进平台的融合。双方将携手扩展生态系统，为新计算时代奠定基础。
英伟达创始人兼首席执行官黄仁勋表示：“AI正在推动一场新的工业革命，并重塑计算堆栈的每一层——从芯片到系统再到软件。这场变革的核心是NVIDIA的CUDA架构。此次历史性的合作将NVIDIA的AI和加速计算堆栈与英特尔的CPU和庞大的x86生态紧密结合，实现了两大先进平台的融合。我们将携手扩展生态系统，为新计算时代奠定基础。”
英特尔首席执行官Lip-Bu Tan表示：“英特尔的x86架构是现代计算的基础——我们正在创新我们的整个产品组合，以支持未来的计算需求。英特尔领先的数据中心和客户端计算平台，结合我们的制程技术、制造和先进的封装能力，将补充英伟达在AI和加速计算领域的领导地位，为行业带来新的突破。我们感谢黄仁勋和英伟达团队对我们的信任，并期待未来的合作，为我们的客户创新并发展我们的业务。”。合作的具体内容如下：在数据中心，英特尔将为英伟达定制x86 CPU，这些CPU将被集成到英伟达的AI基础设施中，为数据中心提供更强大的算力支持。在个人电脑领域，英特尔将生产集成了英伟达RTX GPU芯片的x86系统级芯片（SOC），这将为PC带来显著的性能提升，特别是在游戏和图形处理方面。英伟达的RTX GPU芯片以其先进的图形处理能力和AI加速功能而闻名，此次集成将使得个人电脑能够更好地满足对高性能计算和图形处理的需求。
此外，英伟达和英特尔还将利用NVIDIA的NVLink技术实现架构无缝互连。NVLink是一种高速互连技术，允许多个GPU之间或GPU与CPU之间进行快速高效的数据交换，能够有效提升数据中心的性能和效率，满足日益增长的AI和高性能计算需求。此项合作对双方都具有重要的战略意义。对英伟达而言，通过与英特尔的合作，可以进一步扩大其在CPU生态中的影响力，巩固其在AI和加速计算领域的领导地位，同时也为其AI基础设施提供了更加多样化和强大的硬件支持。英伟达能够借助英特尔的x86架构和制造能力，优化其AI计算平台，更好地满足数据中心和企业客户的需求。此外，英伟达对英特尔的50亿美元投资也表明了其对英特尔技术和未来发展的信心，同时也为英特尔提供了重要的资金支持，有助于英特尔在AI转型过程中加速研发和创新

对英特尔来说，与英伟达的合作是其在AI时代重获竞争力的重要一步。近年来，英特尔在与AMD和英伟达等竞争对手的较量中面临诸多挑战，此次合作不仅为其带来了急需的资金，还为其在AI芯片市场提供了强有力的技术支持和战略背书。通过与英伟达的合作，英特尔能够将其先进的CPU技术与英伟达的AI和GPU技术相结合，开发出更具竞争力的产品，从而在数据中心和个人计算市场中占据更有利的地位。同时，这也表明英特尔在AI领域的努力得到了行业领先企业的认可，有助于提升其在投资者和市场中的信心。受此合作消息影响，英特尔的股价在美股盘前短线拉升，涨超30%。从行业角度来看，英伟达和英特尔的合作将对整个半导体行业产生深远的影响。
首先，这种跨领域的合作模式可能会推动行业内的进一步整合和创新，激励其他企业加强合作，共同应对AI时代的挑战。其次，英特尔和英伟达的联合产品可能会重新定义数据中心和个人计算的性能标准，为用户提供一种更高效、更强大的计算解决方案。这将加速AI技术的普及和应用，推动各行业的数字化转型。最后，这一合作也可能加剧市场竞争，促使其他竞争对手如AMD等加快研发和产品推出速度，从而推动整个行业的发展和进步。英伟达和英特尔的合作是一次具有里程碑意义的战略联盟，它不仅将为双方带来显著的商业价值和市场机遇，还将对AI基础设施和个人计算产品的发展产生重大而深远的影响。信息来源：英伟达公众号、英特尔公众号

氢作为一种革命性的燃料已经被推广了50年，但使用仅限于炼油和化肥生产。
氢的物理性质，即密度低、金属脆化和小分子泄漏，使其分配和储存具有挑战性。氢的重量能量密度是所有元素中最高的（120兆焦kg-1，是甲烷的2.5倍）；然而，其体积能量密度非常低。（在大气压力下为10兆焦耳m−3，是甲烷的30%），必须移动或储存更大的体积才能提供与天然气相同的能量，需要更大的基础设施。增加密度的三种选择是压缩、液化或转化为其他形式。目前没有氢存储介质能够提供低成本和高效率的高能量密度，同时还方便和安全地处理。
氢可以用 氨（NH3）和其他氢衍生燃料运输。额外的处理产生更便于运输和储存的载体，但降低了往返效率并增加了成本。日本关于进口氨用于燃烧发电的提议，其往返效率仅为20%，据报成本约为200 -300兆瓦时-1美元。通过液体罐车或压缩管道拖车运输氢气在技术上也是可行的，可考虑用于管道不可行的“最后一英里”分配压缩氢气体积密度低，使得罐车效率低，价格昂贵：用氢气替换一辆柴油车需要的运输量估计要多出16倍。

Nature系列超级综述 | 氢能为何迟迟没能大规模应用？https://mp.weixin.qq.com/s/8R7pT1mK5XdA494Rc9hENg

200 亿？

关注薄膜光伏（室内 弱光发电）

不同方位角和倾斜角的光伏发电量情况

以杭州为例，若屋顶光伏以最佳倾角（20°）安装，1W年发电量约为1kWh；而BIPV由于安装角度、透光率等因素，发电量通常低于屋顶最佳倾角安装方式。

案例一：立面光伏幕墙（1000㎡）

场景1：工厂立面（龙焱碲化镉燚彩仿铝组件）

组件特点： 不仅能发电，还能美化建筑外观，提升企业形象。

装机功率： 130W/㎡，1000㎡装机功率130kW。

发电量折扣： 南立面垂直安装，发电量约为屋顶最佳倾角的65%。

预计年发电量： 130kW 1000h 65% = 8.45万kWh

碲化镉燚彩光伏组件应用效果

厂房立面光伏经济性分析：工厂立面光伏幕墙：从“成本博弈”到“价值重塑”的开发新思路

场景2：公共建筑立面透光光伏幕墙（40%透光率碲化镉组件）

组件特点： 兼顾采光和发电，适用于对采光有要求的建筑。

装机功率： 87W/㎡，1000㎡装机功率87kW。

发电量折扣： 南立面垂直安装，发电量约为屋顶最佳倾角的65%。

预计年发电量： 87kW 1000h 65% = 5.65万kWh

40%透光率光伏幕墙实景效果

案例二：光伏采光顶（1000㎡）

组件特点： 20%透光率，既能发电，又能提供柔和的自然光。

装机功率： 115W/㎡，1000㎡装机功率115kW。

预计年发电量： 115kW * 1000h = 11.2万kWh

20%透光率光伏采光顶实景效果

案例三：光伏瓦（1000㎡）

光伏瓦特点： 与传统瓦片完美融合，美观实用。

装机功率： 150W/㎡，1000㎡装机功率150kW。

预计年发电量： 150kW * 1000h = 15万kWh

光伏瓦项目经济性分析：

发电量估算的关键因素

通过以上案例，我们可以总结出影响BIPV发电量的几个关键因素：

地理位置： 决定了年有效光照小时数，这是发电量的基础。

组件类型： 不同组件的功率、透光率、转换效率不同，直接影响装机功率和发电量。

安装角度： 最佳倾角能最大化接收太阳辐射，立面安装会降低发电量。

遮挡情况： 周边建筑物、树木的遮挡会显著降低发电量。

系统损耗： 包括逆变器效率、线路损耗等，一般在5%-15%之间。

如何进行更加精准估算？

获取当地光照数据： 可以通过气象部门、专业光伏软件等渠道获取。

选择合适的组件： 综合考虑发电效率、美观度、成本等因素。

确定安装方式： 根据建筑结构、采光需求等选择合适的安装方式。

评估遮挡情况： 使用专业软件模拟，或实地考察。

考虑系统损耗： 根据设备性能、线路长度等进行估算。

使用专业软件： 推荐使用PVsyst等专业光伏软件进行模拟，可以更准确地估算发电量。

BIPV的发电量估算并非简单的“装机容量×光照小时数”，而是需要结合安装方式、组件类型、透光率等多重因素综合计算。本文提供的测算方法可帮助建筑和光伏行业从业者更精准地评估项目收益，推动BIPV在绿色建筑中的规模化应用。

韩国蔚山推出世界首个氢燃料电池公寓大楼

韩国蔚山推出了世界上第一个“氢公寓”综合体，利用氢燃料电池的电力和热量，节省了大量的能源成本。由附近的榆东热电联产电厂提供动力的“Yuldong With You”公寓综合体是碳中和生活的成功典范，与城市燃气相比，它有可能将居民的能源成本降低30-40%。

　　这个创新项目因其独特的能源解决方案而迅速引起关注，该解决方案不仅为437套公寓供电，还通过氢燃料电池支持其供暖需求。

　　榆东热电联产工厂距离该公寓仅200米，是该计划的核心。该工厂通过10公里长的管道从附近炼油、石化、钢铁等工业活动中获得副产氢气，在对环境影响最小的情况下高效地发电和供热。这种氢气获取方法被认为是各种替代方法中最具成本效益的。

　　三个集装箱大小的燃料电池安装在园区的屋顶上，每小时从51公斤氢气中产生1.32MW的电力，足以为四个普通四口之家提供一个月的电力。此外，该过程还会产生热量，这些热量被捕获并储存在一个容量为40吨的蓄热器中。这些加热后的水，温度可达70℃，然后通过管道直接输送到家庭供暖，确保了所有能源的有效利用。

　　该发电站从5月末开始进行试运行，从6月1日开始正式运行，至今已生产了约840MW的电力，价值约1.5亿韩元（约79万人民币）。这一重大产量凸显了氢在城市能源战略中发挥关键作用的潜力。

　　蔚山市有关人士表示：“目前，由于法规的限制，氢发电只能出售给韩国电力公社，但正在计划修改《电力事业法》。”这一变化将允许居民直接使用产生的电力，进一步提高“Yuldong With You”公寓生活的成本效益和可持续性。这一转变旨在充分实现100%碳中和住宅综合体的愿景，为城市环境中的环保生活树立新的标准。

The Hydrogen House  瑞典哥德堡氢能房屋 这是一座离网零能耗建筑。它依靠24.5千瓦的光伏供应这幢房子所需的全部能源。电，热，热水全解决，还可给电动汽车充电。其技术组成包括：光伏发电、太阳能集热、铅酸电池，制氢，储氢，燃料电池，热水储存，热泵，地板辐射供暖，电动汽车充电设施等

零碳建筑 - 世界 首座 100%能源自给的公寓
瑞士Brütten公寓，建于2016年，被称为全世界首座能源完全自给的多户住宅（公寓）。该建筑没有与公共电网连接，不使用燃油、天然气、木材等外部能源，公寓居民的出行也只使用建筑产生和储存的能源。即使在能耗大于建筑自产能的严寒冬季，它凭借夏季储存的能量，也能实现100%能源自给。

这座公寓一共有9套4居室住宅，在保障居住舒适度的前提下，每户每年平均只需要2200kWh能源，比同样面积的普通住宅节能50%。
为了实现 100%能源自给，这座公寓在能源生产、储存和消耗的各个环节都采用了当时最先进的技术。如今9年过去了，这些技术及其背后的理念已经被世界各地的零能耗建筑反复验证。

LNG和船用甲醇燃料的特点对比

甲醇主要可划分为黑色甲醇、灰色甲醇、蓝色甲醇以及绿色甲醇。黑色甲醇的原料主要为煤炭,在全球中国产量占比靠前;灰色甲醇主要用于传统化工领域,是以天然气为原料转化生成;蓝色甲醇是以废水、工业副产品为生产原料的一种可再生甲醇,未来可能受到化学工业其他领域需求的限制;绿色甲醇可通过多种方式生产,如生物甲醇、电子级甲醇等。绿色甲醇作为船用燃料,二氧化碳的排放量更低,完全符合IMO最严格减排法规的要求。而且,绿色甲醇基本上不含有硫元素,硫排放绝对是达标的。与重油相比,绿色甲醇燃烧后,可减少99%氮氧化合物、95%的颗粒物质。使用绿色甲醇是新能源领域探索的重要一步。
甲醇和LNG的主要特点对比:蓝色甲醇的二氧化碳排放量比LNG低5%~10%;甲醇燃料的成本比LNG要小,仅为LNG的一半;甲醇比LNG更容易管理和储存,并且加燃料时间只需LNG的一半;甲醇比LNG的基础设施建设更快捷、成本低廉。
目前碳中性甲醇燃料的制造方法正在开发,但LNG的制造方法还没有出现。

市场倾向

从船东的环境报告可以看出,需要了解LNG和甲醇的整个生命周期的二氧化碳排放量,因为生命周期评估是评估燃料来源的重要组成部分。甲醇的二氧化碳排放量更低,即使一些甲醇在燃烧过程中会排放一部分碳,也不会像甲烷那样造成全球变暖的后果。清洁海洋运输的领导者马士基(Maersk)集团表示,“不会使用液化天然气作为船用燃料,因为它存在甲烷泄漏问题”。相反,他们倾向于甲醇燃料作为首选。
船舶经纪公司吉布森也在最新周报中表示:过去几年,使用甲醇燃料的新船订单量有所增加,特别是在集装箱船领域。马士基航运已经陆续订造了19艘甲醇动力集装箱船,其他集装箱航运公司也订造了30多艘。由天然气生产的灰色甲醇供应充足,但其全生命周期的二氧化碳排放量并未明显减少。相比之下,使用蓝氢及碳捕获和储存(CCS)生产的蓝色甲醇可大幅减少排放。目前,蓝色和绿色甲醇的供应量稀少,2022年不到50万吨,且生产成本较高。根据甲醇研究所对现有和计划项目的统计,到2027年,可再生甲醇年产量将增加到800万吨以上。

甲醇提取工艺和碳排放

随着技术的发展,最先进的绿色甲醇制品的碳排放强度仅有0.15kgCO2/kg。绿色甲醇的生产方式包括电解质提取法和生物质提炼法。电解质提取法是利用新能源发电装置(风电、太阳能等)所产生的电力电解水得到绿氢,再将其用于甲醇生产。生物质提炼法是把生物原料热解气化,产生含有一氧化碳、二氧化碳、氢气等的合成气,再经过催化和净化后,合成生物甲醇。

2021年,全球甲醇行业协会和国际可再生能源署(IRENA)发布的报告指出,预计2050年世界甲醇市场将达到5亿吨。在这种趋势下,可再生的绿色和蓝色甲醇将成为船用主要燃料。普氏能源资讯(Platts)近期的一些分析也预测,未来欧洲的绿蓝甲醇市场用量将达到300万吨。可见,未来甲醇市场前景广阔,掌握先进的提取技术就能抢占先机。
商业上可买到的甲醇大多是传统的灰色甲醇,由蒸气甲烷重整器(SMR)生产。该重整器燃烧大量天然气,将原料天然气转化为合成气,可以进一步加工成甲醇,整个过程只有天然气原料被加热,大大减少了燃料消耗和排放量。
蓝色甲醇生产使用一种更先进的工艺,使用自然式转化炉(ATR)。部分甲醇的合成气转化为氢气和纯二氧化碳(CO2);燃烧氢气以获得热量(而不是天然气),而二氧化碳被隔离。这个过程中碳排放接近零。
绿色甲醇是由捕获的二氧化碳和从水中电解出的氢生产的。所需的电力都来自可再生能源,或者生物原料热解气化制作成的生物甲醇。绿甲醇的生产过程具有负碳排放特性,生产过程中产生的二氧化碳量少于或等于其在使用过程中所消耗的二氧化碳量,因此其净排放为零。此外,绿甲醇具有广泛的用途,可以用作燃料、化工原料等,尤其在交通领域有巨大的应用潜力。绿色甲醇不仅有助于实现碳达标、节能减排,更能加快我国能源结构改革进程,对我国能源安全稳定意义重大。虽然技术上可行,但目前绿色甲醇工艺的成本要高得多,降低生产成本的挑战相当大,市场短期内可能不做考虑。

LNG和船用甲醇燃料能量分析

如图1所示,红色点表示燃料本身能量密度,蓝色点表示实际船上的能量密度。LNG的体积跟质量(重量)能量密度都高于甲醇。但是考虑LNG是低温的,需要专门的围护系统存储(包括压力式C型罐、薄膜型燃料舱),这些都需要占用船上空间。所以,装船后,LNG的实际存储量小,也就是实际船上能量密度低。所以,图中实际船上甲醇能量密度高于LNG。柴油的能量密度稳定,在此不做分析。

LNG和船用甲醇燃料成本

目前甲醇的燃料费用高于柴油,取决于所消耗的甲醇类型、价格以及甲醇供能的份额。虽然甲醇燃料费用略高,但应当从当今监管环境来考虑。未能达到CII和EEXI目标的船舶将不被允许继续运营。因此,这种燃料的额外成本不仅应与今天的化石燃料价格相比较,还应与新造一艘更高效的船舶的成本以及因强制停运而可能带来的损失相比较。
目前,欧美、中东地区国家主要使用灰色甲醇,而我国主要使用以煤炭为原料的黑色甲醇。原因是我国能源结构特点是富煤贫油少气,这不利于长期的碳排放控制。因此,我国发明了独有的甲醇制取技术,可以将焦炉煤气作为原料生产甲醇,目前部分企业也在使用。以煤碳为原料的黑色甲醇约占国内总产能的76.12%,以天然气为原料的占11.7%,以焦炉气为原料的占12.09%。
制动比油耗(BSFC)是一个船舶工程专业术语,用于描述船用柴油发动机的燃油效率,即测量轴输出端提供有效动力所需的燃油量。燃料中的能量取决于燃料的质量,而不是体积。如图2所示为2019年的燃料价格。

(1)LNG成本:图中的红点是基于LNG成本约为9美元/百万英热,产生的燃料成本为80~85美元/兆瓦时。以目前30美元/百万英热的LNG价格计算,燃料成本约为280美元/兆瓦时。(2)甲醇成本:图中的红点是基于甲醇成本约为300美元/吨,产生的燃料成本为104美元/兆瓦时。目前甲醇价格为425美元/吨,燃料成本为150美元/兆瓦时。目前全球柴油的平均价格为987美元/吨,这意味着其燃料成本约为355美元/兆瓦时。

结论

本文重点比较分析了作为船舶替代燃料的甲醇与LNG燃料,阐述了甲醇的优势、挑战、前瞻性和市场前景。从整体分析来看,普通甲醇作为船舶燃料,其减碳能力一般,具有局限性;而绿色甲醇受制于提取成本等因素,推广使用仍然存在阻力,甲醇燃料能否成为碳中和的最佳燃料仍有待商榷。但可以肯定的是,甲醇可以提供更大的环境效益,一旦了解了其安全性并且监管环境完全到位,甲醇燃料替代传统船舶燃料将成为船舶运输业转型升级的重要方向。
来源：绿色技术产业

一 可控核聚变介绍及原理

1 什么是核聚变？

在讲核聚变之前先聊一下核能，核能是一种清洁高效的能源，核变化释放的能量可以分为两种类型：

1）核裂变（nuclear fission），即重元素的原子核分裂为质量较轻元素的原子核时所释放的能量。铀是核裂变的关键原料，铀原子在中子的轰击下会裂变为钡和氪，裂变时会产生大量能量，同时还会产生3个新的中子，激发其他铀原子裂变。目前核能发电用的主要是裂变技术，核裂变技术还用于原子弹中。

2）核聚变（nuclear fusion），即小质量元素的原子核聚合成为重核所释放的能量。氘和氚聚合在一起会产生氦和1个中子，同时可以释放出能量。

2.核聚变原理

理解了核能的两种形式之后，再聊核聚变就简单得多。核聚变是轻原子核在高温、高压等极端条件下克服电磁力，接近到强核力作用范围内，结合成较重原子核并释放能量的过程。

以常见的氘氚反应为例：³H+²H—→⁴He+10n+1.76×10⁷eV。

根据质能方程E=mc2，反应前后质量的微小亏损转化为能量释放。如一次氘氚核聚变反应，反应前氘核和氚核质量之和为8.355×10−27千克，反应后氦核和中子质量之和为8.324×10−27千克，质量亏损0.031×10−27千克，转化为约 17.6MeV 能量。

3.实现核聚变，必须满足三个关键条件：

足够高的温度、一定的密度和足够长的能量约束时间，这三者的乘积被称为聚变三重积。只有当聚变三重积达到或超过某一阈值时，聚变反应才有可能实现能量的净输出，这一判断标准被称为劳森判据。

（1）足够高的温度：

核聚变反应需要将燃料加热到极高的温度，通常需要达到 1 亿摄氏度以上。在这样的高温下，燃料粒子会处于电离状态，形成等离子体，高温使得原子核具有足够的动能相互碰撞，从而发生聚变反应；

（2）一定的密度：

核聚变反应需要燃料具有足够的密度，以确保原子核之间的碰撞概率足够高，只有当等离子体的密度达到一定水平时，原子核之间的碰撞频率才会增加，从而提高聚变反应的几率；

（3）能量约束时间：

核聚变反应需要在有限的空间内将高温、高密度的等离子体约束足够长的时间，以确保聚变反应能够持续进行，如果等离子体的能量在短时间内散失，反应将无法持续。

4.如何实现实现可控核聚变？

在核聚变反应过程中，燃料通常被加温到上亿摄氏度，科学家们提出了多种场约束技术，从理论层面而言，引力场、惯性力场、磁场是三种主要约束方式，均具备约束聚变燃料并实现热核聚变反应的潜力。这里着重介绍磁约束。

磁约束核聚变则是利用强磁场来约束高温等离子体，使其在磁场的约束下保持在一定的空间范围内，从而实现核聚变反应。

在磁约束装置中，等离子体被磁场限制在磁场线形成的磁笼内，避免了等离子体与容器壁的直接接触，因为一旦接触，等离子体就会迅速冷却，无法维持核聚变所需的高温条件。磁约束核聚变的优点是可以实现长时间的稳定约束，为持续的聚变反应提供了可能。

目前，磁约束被公认为人类最接近实现聚变能应用的途径。而托卡马克，作为磁约束聚变路径的主流装置，更是备受瞩目。

托卡马克是一种用于约束等离子体的磁约束装置，其核心是通过磁场约束上亿度的聚变燃料。它主要由环向场线圈、极向场线圈和欧姆变压器线圈组成，形成螺旋状磁场约束等离子体。

托卡马克是目前全球各国投入最大、最接近核聚变条件、技术发展最成熟的途径。

二 核聚变的当前进展与商业化进程

1.托卡马克装置的崛起与发展

1958 年，苏联科学家成功发明了托卡马克装置，为可控核聚变研究开辟了新的道路。

这一创新性的装置主要由环形真空室、产生磁场的线圈和其他辅助设施组成。中央的环形真空室注满气体，外部缠绕的线圈在通电后，会在装置内部产生巨大的螺旋型磁场，使里面的气体电离成等离子体并形成等离子体电流，当等离子体被加热到极高温度后，便可实现核聚变 。其结构和原理的独特性，使得托卡马克装置在后续的可控核聚变研究中占据了主导地位。

在随后的发展历程中，托卡马克装置经历了从普通到超导，再到全超导的技术升级，每一次的技术突破都为可控核聚变的实现带来了新的希望。

20 世纪 70 年代末，苏联建造的 T-7 装置成为世界上第一个超导托卡马克装置，它在工程上成功验证了超导磁体能够在托卡马克上实现连续稳态运行。这一突破解决了常规托卡马克磁场线圈不能长时间负荷的问题，为聚变电站要求的数亿度等离子体稳态运行提供了可能。

2008 年，HT-7 实现了长达 400s 的等离子体放电，创造了当时国际同类装置中时间最长的等离子体放电纪录，这一成果展示了中国在超导托卡马克研究领域的重要进展。

2.国内外发展及商业化情况

除了托卡马克装置的技术演进，国际热核聚变堆 ITER 项目也是可控核聚变研究领域的一项重大国际合作。

ITER 由中国、美国、欧盟等 7 国共同建设，总投资高达 200 亿欧元。该项目旨在建造一个能够实现大规模核聚变反应的实验堆，以验证核聚变能源的可行性和实用性。

ITER 可分为主体部分和配套系统，主体部分包括磁体系统、真空室、真空杜瓦、包层模块、偏滤器等，配套系统则包括电源系统、加热与电流驱动系统、冷却水系统、诊断系统、低温系统等 。

国内承担了 ITER 装置 9% 的采购包任务，中科院等离子体物理研究所作为中方任务的主要承担单位，自 2009 年以来主持了超导导体、校正场线圈、磁体馈线系统等制造任务，为 ITER 项目的顺利推进做出了重要贡献。

我国在可控核聚变领域同样取得了显著的成果，关键技术已达到全球领先水平。

近年来，全球可控核聚变商业化投资呈现出加速的趋势。

根据美国聚变能产业协会（FIA）于 2023 年 7 月发布的《2023 年聚变能产业报告》，截至 2023 年初，全世界核聚变公司吸引了超过 60 亿美元的投资，较 2022 年初的总投资额增加 14 亿美元，较 2021 年初的 18.72 亿美元增加 40 多亿美元。

参与 FIA 调查的聚变能公司数量也在不断增加，2023 年达到 43 家。其中，26 家公司认为聚变供电将在 2035 年之前实现，19 家公司认为随着成本下降、效率提升，可控核聚变将在 2035 年前显示出商业可行性，这反映出行业对于聚变发展的信心不断增强。

三 可控核聚变产业链

可控核聚变产业链上游为原材料，包括第一壁材料钨、高温超导带材原料REBC0和氚氚燃料。

中游为相关设备，核心设备包括超导磁体、第一壁和偏滤器，其中超导磁体占总投资成本约40-50%。

高温超导磁体可大幅提升磁场强度，是装置运行的核心部件，第一壁的作用是控制进入等离子体的杂质、传递辐射到材料表面的热量等，偏滤器的作用是控制等离子体与真空室壁面的相互作用，减少壁面的热负荷和粒子轰击。

产业链下游为应用环节，核聚变技术主要用于发电、医疗、科研等领域。

上游：关键原材料的基石作用

可控核聚变产业链的上游主要聚焦于关键原材料的供应，这些原材料对于整个核聚变反应的实现和装置的稳定运行起着不可或缺的基石作用。其中，第一壁材料钨、高温超导带材原料 REBCO 和氘氚燃料是最为关键的组成部分。

第一壁材料作为直接面对等离子体的关键部件，其性能直接影响到核聚变装置的安全性和稳定性。钨基合金凭借其高熔点、高热导率、低溅射产额和高自溅射阈值、低蒸气压和低氚滞留性能等优势，成为未来聚变堆理想的第一壁材料。

高温超导带材原料 REBCO 同样在可控核聚变产业链中占据着重要地位。超导材料所具备的零电阻、完全抗磁性和宏观量子效应，能够为核聚变反应提供更强的磁场，从而极大地提升核聚变装置的性能。随着可控核聚变技术的不断发展，对高温超导带材的需求呈现出快速增长的趋势。一个聚变托卡马克的超导材料用量超过 1 万公里，而在 2020 年，全球超导带材的产能仅为 3000 公里。

中游：核心设备的技术担当

中游环节是可控核聚变产业链的技术核心，主要包括超导磁体、第一壁和偏滤器等核心设备，这些设备的性能和质量直接决定了核聚变装置的运行效率和稳定性。

超导磁体作为核聚变装置的核心部件，在投资成本中占据着重要的比例，约为 40 - 50%。其主要作用是产生强大的磁场，用于约束高温等离子体，确保核聚变反应能够在稳定的环境中进行。

高温超导磁体相较于目前广泛使用的低温超导磁体，能够大幅提升磁场强度，从而提高核聚变反应的效率和稳定性。2021 年 9 月，美国麻省理工 CFS 团队成功研制出全球首个可用于核聚变的 20 特斯拉高温超导磁体，这一成果标志着高温超导核聚变装置正式进入功能样机研制阶段，为可控核聚变的商业化应用迈出了关键一步。

偏滤器通常位于真空室的上下方，是磁约束核聚变装置中最为关键的系统之一。

其主要作用是控制等离子体与真空室壁面的相互作用，减少壁面的热负荷和粒子轰击，从而保护真空室壁面不受等离子体的侵蚀。偏滤器还需要排出核聚变反应过程中所产生的氦灰等产物，并提取有用的热量用于发电。

下游：多元应用的广阔前景

下游环节是可控核聚变技术实现价值转化的关键领域，其应用范围广泛，涵盖了发电、医疗、科研等多个重要领域。

在发电领域，可控核聚变具有巨大的应用前景和商业价值。核聚变反应释放出的大量核能，通过核电站转化为电能的过程相对清洁高效。与传统的化石能源发电相比，核聚变发电具有能量密度高、原料来源丰富、安全可靠、不产生放射性废物等诸多优势，每单位质量的聚变燃料释放出的能量是裂变的 4 倍，且聚变燃料如氘和氚在地球上储量丰富，几乎取之不尽。

在科研领域，可控核聚变技术的研究和应用推动了众多前沿科学的发展。它为等离子体物理、材料科学、超导技术等学科提供了重要的研究平台和实验对象，促进了这些学科的理论和技术突破。通过对核聚变过程的深入研究，科学家们可以更好地理解物质在极端条件下的行为和相互作用，探索新的物理规律和现象，为人类认识宇宙和自然界提供了新的视角和方法。

四 可控核聚变相关公司

在可控核聚变这一充满挑战与机遇的领域，从材料供应商到设备制造商，再到综合服务商，每个环节都有企业崭露头角，它们的努力和创新为可控核聚变的商业化进程注入了强大动力。

Φ 材料供应商：撑起产业根基

久盛电气:

作为防火特种电缆领域的佼佼者，其产品在核聚变项目中展现出了重要价值。

在核聚变装置中，电缆承担着传输电力和信号的关键任务，其安全性和稳定性直接影响着装置的运行。

久盛电气的防火特种电缆凭借卓越的防火性能，能够在高温、高压等极端环境下保持稳定的工作状态，有效避免了因电缆故障引发的安全隐患。

在核聚变反应过程中，会产生强烈的辐射和高温，普通电缆很容易受到损坏，而久盛电气的防火特种电缆采用了特殊的材料和工艺，能够抵御辐射和高温的侵蚀，确保电力和信号的稳定传输，为核聚变装置的安全运行提供了可靠保障 。

西部超导:

在低温超导材料领域具有深厚的技术积累和领先的市场地位。公司拥有先进的生产工艺和设备，能够生产出高质量的低温超导线材，产品性能达到国际先进水平。

在 ITER 项目中，西部超导承担了重要的低温超导线材供应任务，为项目的顺利推进提供了关键材料支持。

其生产的低温超导线材具有高临界电流密度、低交流损耗等优点，能够满足 ITER 项目对超导材料的严格要求。在核聚变装置中，低温超导材料用于制造超导磁体，西部超导的产品能够帮助超导磁体产生强大的磁场，有效约束等离子体，为核聚变反应的进行创造条件 。

Φ 设备制造商：推动技术突破
国光电气:

在核聚变设备制造领域取得了显著成果，其生产的偏滤器和包层系统是 ITER 项目的关键部件。

偏滤器在核聚变装置中起着控制等离子体与真空室壁面相互作用的重要作用，国光电气的偏滤器采用了先进的设计和制造工艺，能够有效减少壁面的热负荷和粒子轰击，提高核聚变装置的运行效率和稳定性。公司还完成了制造调试的真空高温氦检漏设备，这是全球首台满足 ITER 要求的包层部件的大型真空高温氦检漏设备，为 ITER 项目的质量控制提供了重要保障 。

安泰科技:

旗下的控股子公司安泰中科在可控核聚变领域深耕细作，研发生产的偏滤器全钨复合部件、钨铜复合部件等产品成功应用于我国 “人造太阳” EAST 科学工程装置和国际热核聚变实验堆 ITER 项目。

其中，钨偏滤器被认为是在核聚变领域最难生产和制造的部件之一，安泰中科凭借其先进的技术和精湛的工艺，攻克了这一技术难题，为中国可控核聚变实现全球领跑做出了重要贡献。公司的产品具有高熔点、高热导率、抗中子辐照等优良性能，能够在核聚变装置的恶劣环境下稳定工作 。

Φ 综合服务商：提供全面支持
上海电气和东方电气：

作为能源领域的综合性企业，在核聚变领域具备强大的综合服务能力。在主机系统制造方面，它们拥有先进的技术和丰富的经验，能够制造出高质量的蒸汽发生器、汽轮机等关键设备。

蒸汽发生器在核聚变发电过程中起着将核能转化为热能，再将热能传递给二回路水产生蒸汽的重要作用，汽轮机则是将蒸汽的热能转化为机械能，进而带动发电机发电的关键设备，它们制造的汽轮机具有高转速、高效率、低能耗等优点，能够提高发电效率 。

在项目整体推进过程中，上海电气和东方电气凭借其完善的产业链布局和强大的资源整合能力，能够为核聚变项目提供从设计、制造、安装到调试的一站式服务。

在核聚变项目的建设过程中，涉及到多个环节和众多设备的协同工作，需要有一个具备综合能力的企业来统筹协调。上海电气和东方电气能够充分发挥其优势，与科研机构、材料供应商、设备制造商等各方紧密合作，确保项目的顺利进行。

总结：

可控核聚变作为人类能源未来的希望之光，正逐步从科学幻想走进现实。

从原理上看：核聚变利用轻原子核在极端条件下的聚合，释放出巨大能量，其反应过程遵循能量守恒定律，展现出无与伦比的能量优势。

在当前进展中，全球各国在托卡马克装置、ITER 项目等方面不断突破，商业化投资也日益活跃，虽然面临技术、经济和市场等多重挑战，但前景依然广阔。

产业链上：从上游关键原材料的供应，到中游核心设备的制造，再到下游多元应用的探索，各个环节都在稳步推进，文中相关企业也在各自领域积极布局，推动产业发展。相信在全球科研人员和企业的共同努力下，可控核聚变将在未来为人类能源格局带来革命性的变革 。

特别感谢：《超导磁体技术与磁约束核聚变》！

我国绿氢项目在选择耦合路线时，应以自身实际情况出发，综合判断。如果有长距离氢储运需求，可以选择储氢效率更高的绿氨路线。如果追求更高附加值，应事先判断能否持续获取煤电、航运等领域的清洁能源订单，根据订单情况确定耦合路线和生产规模。

全球最大的甲醇和化肥生产商之一Proman的可持续发展负责人Heinz Peter Schild表示，尽管甲醇和氨作为替代船用燃料都具有显著的减排潜力，但由于安全问题持续困扰氨的推广，船东们越来越倾向于首选甲醇。

虽然氨在燃烧过程中不会产生二氧化碳排放，但其剧毒特性以及对专用处理基础设施的需求，正成为其在航运业广泛采用的主要障碍。氨的浓度低至300 ppm即可致命，因此需要额外的安全系统和专门的船员培训。

相比之下，甲醇正成为航运业脱碳努力中更为实用的近期解决方案。Heinz Peter Schild在休斯顿举行的世界石化会议上表示，截至去年年底，已有超过360艘甲醇动力船舶在运营或订购中。

他指出，除了毒性问题，氨还需要压缩、冷藏以及额外的加注安全要求，“我们仍然不确定是否已经找到了合适的安全解决方案，以确保氨能够成为广泛使用的船用燃料……其他替代燃料的发展已经领先了十年。”

根据标普全球商品洞察（S&P Global Commodity Insights）分析师的预测，到2030年，甲醇将成为首选的替代船用燃料，需求量约为每天31万桶，而氨的需求量则远远落后，约为每天6万桶。到2050年，两者的地位将发生逆转，氨的需求量将达到每天约240万桶，而甲醇的需求量则为每天约90万桶。

根据普氏全球船用燃料成本计算器，2月份新加坡100%可持续甲醇作为船用燃料的价格为每吨1954.65美元，而远东地区的绿色氨价格为每吨1954.97美元。普氏数据显示，2月份新加坡交付的极低硫燃料油平均价格为每吨560.25美元。

Heinz Peter Schild表示，甲醇燃料可在常温下处理，且对现有基础设施的改造要求极低，这推动了其在全球120多个港口的采用。最近的成功试验也证明了甲醇作为过渡燃料的可行性。

“虽然我们和许多船东都相信甲醇或氨的潜力，但我们认为所有替代燃料解决方案都有其作用。在通往可持续发展的道路上，没有一蹴而就的解决方案。”

针对欧洲排放法规和航运业减排需求，双燃料船舶的燃料选择需综合考虑技术成熟度、基础设施、成本及环保性。以下分析分为短期（5年内）过渡燃料和长期终极燃料两个维度：

一、短期（5年内）最佳过渡燃料

1. LNG双燃料：当前主流，但争议明显

优势：

技术成熟：LNG动力船舶已大规模应用，全球LNG加注网络逐步完善。

减排效果：相比传统燃油，可减少20-30%的CO₂排放，且硫氧化物（SOx）、颗粒物（PM）接近零排放。

成本可控：燃料价格波动较小，船舶改装或新建成本低于其他替代燃料。

劣势：

甲烷逃逸问题：未燃烧的甲烷（温室效应是CO₂的80倍）可能抵消减排优势。

非终极解决方案：依赖化石能源的“灰色LNG”不符合欧盟“净零”目标，需逐步转向生物或合成LNG（成本高昂）。

结论：短期仍将占主导地位，但需逐步被更清洁燃料替代。

2 甲醇双燃料：最具潜力的过渡选择

优势：

兼容性强：甲醇可在现有船舶发动机上直接使用，改造成本低。

绿色潜力：若采用可再生能源制取的“绿色甲醇”（如利用绿氢+CO₂捕获），可实现全生命周期近零排放。

供应链灵活：甲醇是全球大宗化学品，储运基础设施成熟，且可通过多种原料（天然气、生物质、绿氢）生产。

政策支持：欧盟“FuelEU Maritime”法案明确将甲醇列为低碳燃料，马士基等头部船企已订购甲醇动力船。

劣势：

当前绿甲醇产能不足：全球绿甲醇产能仅占1%，需加速规模化生产。

能量密度低：需更大燃料舱，可能影响船舶载货能力。

结论：未来5年将快速崛起，成为主流过渡燃料，尤其适合中短程航线。

二、长期终极燃料：氨与氢的竞争

1. 氨燃料：零碳航运的核心候选

优势：

零碳排放：燃烧后仅产生氮气和水，若使用绿氢合成的“绿氨”，可实现全生命周期零碳。

储运便利：常温下为液态，能量密度高于氢，与LNG储运技术兼容度高。

行业布局：日本、韩国已启动氨动力船研发，MAN等发动机厂商计划2024年推出氨燃料发动机。

挑战：

毒性风险：泄漏可能危害船员和生态环境，需严格安全规范。

绿氨成本高：当前绿氨价格是灰氨的2-3倍，需绿氢成本下降和碳税政策推动。

燃烧技术难题：氨燃烧速度慢，需掺混其他燃料或开发专用催化剂。

2 氢燃料：终极清洁能源，但落地困难

优势：

零污染：燃烧仅生成水，若为绿氢则完全零碳。

政策优先级：欧盟氢能战略明确将绿氢列为长期核心能源。

挑战：

储运瓶颈：需-253℃液态储存或高压气态储存，能量密度低且安全隐患大。

基础设施空白：全球港口加氢站几乎为零，船舶需彻底重新设计。

成本过高：绿氢生产成本是灰氢的3-5倍，短期内难具经济性。

结论：氢更可能以“氢基衍生燃料”（如绿氨、绿色甲醇）形式间接应用，而非直接燃烧。

三、综合结论

1. 短期（5年内）：

甲醇双燃料将超越LNG成为最佳过渡选择，因其绿色潜力、技术兼容性和政策支持。

LNG仍将在特定航线（如LNG运输船）和存量船舶中保留一定份额，但需加速向生物/合成LNG转型。

1. 长期（2030年后）：

氨燃料最可能成为终极零碳燃料，前提是绿氨生产成本下降和安全性问题解决。

氢燃料的普及依赖全球绿氢供应链和储运技术突破，可能作为氨的补充能源。

1. 关键变量：

欧盟碳税（ETS）：若将航运纳入碳交易体系并提高碳价，将加速绿色甲醇/氨的推广。

绿氢成本：电解槽技术进步和可再生能源电价下降是绿氢、绿氨规模化的核心驱动力。

船东投资意愿：甲醇动力船的低改造成本更易被接受，而氨/氢动力船需政策强制推动。

巅峰氢能：未来5年甲醇双燃料是最务实的选择，长期则需押注氨燃料，同时推动绿氢产业链成熟以支持氢基燃料的终极目标。

MAN Energy Solutions 监管事务经理 Dorte Kubel 表示，

新的船用燃料分为两类，即氨和氢等零碳燃料，以及含净零碳燃料。

MAN Energy Solutions是一家跨国公司，生产用于船舶应用的柴油发动机和涡轮机械。

作为德国汽车制造商大众汽车集团的子公司，MAN Energy Solutions 已经为各种船舶应用提供发动机，例如天然气、甲醇和现有碳氢化合物。

该公司正在“研究将氨作为零碳燃料中的首选” Kubel说。Kubel 在最近的 CIMAC TECH 演讲中对可持续船用燃料的机会进行了深入分析，题为“未来船用燃料：“水晶球”，CIMAC是国际内燃机理事会，是一个非营利性协会，也是大型发动机行业的全球论坛。甲醇是一种更广为人知的燃料，罗尔斯·罗伊斯动力系统公司技术管理和监管事务总监Daniel Chatterjee说。甲醇可以在发动机中燃烧，也可以在燃料电池中燃烧。

我们有所有可用的选择——具有一定的能量密度。从我们的角度来看，这变得非常有趣，Chatterjee说。不过，他承认，从能量密度的角度来看，柴油很难与之竞争。

长距离船用燃料的最佳选择

所有船用燃料都有优点和缺点。那么，长距离海上运输的最佳选择是什么——氨还是甲醇？Chatterjee 和 Kubel 在最近的 CIMAC TECH Talk 上对这两种潜在的突破性船用燃料进行了观察。

氨的情况相对较强。

氨是一种简单的分子，由三个氢原子与单个氮原子键合组成。重要的是，氨在燃烧时不会排放二氧化碳，这在考虑零碳燃料时迫使它成为人们关注的焦点。曼恩能源解决方案公司正在开发氨发动机和支持系统。Kubel 说，我们预计到 2024 年将开发出氨发动机，并希望到 2025 年将其投入使用。公司是否会购买它是另一个问题。前提是有人愿意投资新技术。尽管结构简单，但氨不是一种简单的燃料。

虽然氨是碳友好的，但VDMA发动机与系统董事总经理兼CIMAC活动主持人Peter Müller-Baum强调了一个事实，即船舶运营商通常不想使用氨，因为它有毒。当然，氨的毒性是一个主要问题。2020 年1月，美国伊利诺伊州发生3000升氨泄漏事件，导致80人因胸痛、眼睛刺激、咳嗽和严重头痛住院。

图片氨的新技能和安全程序

在船上处理氨将需要一套全新的技能和安全程序。Kubel说，我们相信(克服安全问题)是可能的，但这个问题需要整个供应链的合作。该行业需要合作并找到解决方案——从船舶设计师和运营商到港口基础设施。

安全问题需要由国际海事组织进行分类和监管。

氨是一种交易广泛的商品.100 年来，航运和陆上工业一直将氨作为散装货物处理。这些经验可以作为制定安全法规和必要程序的基础，以确保氨得到安全处理。Kubel 说，MAN Energy Solution 正在进行各种危害分析，以在系统中建立必要的安全性，包括加油系统。

但是，没有使用氨作为燃料的经验。发动机中氨的燃烧也会导致更高的一氧化二氮（NOx） 排放，需要额外的技术来控制海洋环境中的这种温室气体。

从技术角度来看，安全是有的，但让人们感到安全同样重要。对氨的看法需要改变，才能被接受为燃料。

如果我们没有得到世界范围内的认可，就很难实施。Chatterjee说，如果有人找到一个好的解决方案来处理安全问题，它将彻底改变情况。撇开安全问题不谈，一个关键的好处是氨市场已经存在全球分销系统，并且它是一种定价透明的全球商品。目前，80%的氨产量专门用于化肥行业。使用氨作为燃料需要大幅增加产量，一些人估计，如果30%的航运采用这种燃料，目前的产量将需要近翻一番。

目前供应的大部分是“灰色”氨——由天然气中的氢气制成，会产生二氧化碳排放。目前只生产少量的“绿色”氨。

日本福岛可再生能源研究所的试验工厂和英国牛津郡卢瑟福阿普尔顿实验室的示范系统是两家著名的工厂，每天生产 20-50 公斤。真正的零碳推进需要转向使用可再生能源制造的“绿色”氢气的零碳氨。

替代燃料面临的最大挑战之一是与当前化石燃料的能量密度相匹配。氨不像重质燃料油 （HFO） 那样紧凑，但对于船上存储来说是可以接受且经济可行的。与氢气相比，氨具有更高的储存能力，并且涉及的冷却更少，而氢气需要更复杂的冷却设备。

尽管存在明显的缺点，但氨似乎正在全球航运业中受到青睐，除了MAN Energy Solution努力生产第一艘氨燃料油轮外，还有一些项目正在进行中。芬兰的瓦锡兰公司计划开始在挪威斯托德的船用内燃机中测试氨，挪威能源公司Equinor已签署协议，将维京能源供应船转换为无碳氨。

巅峰氢能综合来看，这两种能源各有优劣，绿氨在储氢效率和储运安全性方面更有优势，绿色甲醇在燃烧技术难度和燃烧成本方面更有优势。

制造成本对比

绿氨、绿色甲醇的制造成本均高于化石基能源制造的灰氨、灰色甲醇。绿氨、绿色甲醇的主要原材料是氢气，而电力是电解水制氢的最大成本，随着技术提升，可再生能源电力成本预计会进一步走低，但短期看，很难与灰氨、灰色甲醇评价。

据测算，当度电成本在0.3元/kW·h时，绿氨制造成本约为5409元/吨，绿色甲醇制造成本约为3600元/吨。理论上，当电价跌至0.16元/kW·h时，将实现绿氨与灰氨平价，当电价跌至0.1元/kW·h时，将实现绿色甲醇与灰色甲醇平价。从制造成本来看，绿色甲醇比绿氨制造成本更低，且甲醇热值（22.7MJ/kg）略高于绿氨（18.6MJ/kg），因此在成本方面，绿色甲醇具有较大优势。

绿氨与绿色甲醇在市场角度面临同样的困境，那就是除制取过程无碳排放外，产品本质与灰氨、灰色甲醇没有任何区别。传统的下游化工厂商，如果选择以绿氨与绿色甲醇替代灰氨、灰色甲醇，需要额外支付1-2倍的绿色溢价，势必会导致终端成本大幅增加。而如果抛出绿色溢价，按照灰氨、灰色甲醇的价格对外销售，现有的大部分绿氨、绿色甲醇项目将陷入亏损。

因此，在可再生能源发电成本足够低廉之前，绿氨与绿色甲醇仅限应用于某些特定场景。目前已知的少数案例中，德国政府主导的绿氨进口价为811欧元/吨（约合人民币6421.25元/吨），含运输进口价约1000欧元（约合人民币7917.7元/吨）；国际航运巨头马士基的绿色甲醇采购价约1400美元/吨，（约合人民币10179.26元/吨）。

目前来看，船舶行业对清洁燃料的需求最为稳定，愿意长期支付高额的绿色溢价，且适合中国企业参与。当前国际船舶行业正处于更新换代的超级周期，由于船舶使用寿命为20年左右，临近寿命的船舶面临大批量淘汰，而新建船舶中，使用甲醇、氨、氢等替代燃料的船舶占比约三分之一。

在各种船舶替代燃料中，甲醇和氨路线发展相对较晚，但潜力更大。根据毕马威等机构的预测，2030年甲醇燃料船舶和氨燃料船舶占比分别为8%和7%；之后随着氨燃料技术成熟化，氨燃料的增速将超过甲醇，逐步成为全球船舶行业的主要能源类型，在2050年占比达到20%。